重庆市生物质能沼气化有效利用技术研究

【摘要】：《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划》指出,要按照减量化、再利用、资源化的原则,推进生产、流通、消费各环节循环经济发展,加快构建覆盖全社会的资源循环利用体系。加强农村能源建设,实施新一轮农村电网升级改造工程,大力发展风能、太阳能和生物质能,加强省柴节煤炉灶炕改造。《可再生能源中长期发展规划》(2007-2020年)指出,在农村地区主要推广户用沼气池,特别是与农业生产结合的沼气技术；在中小城镇发展以大型畜禽养殖场沼气工程和工业废水沼气工程为气源的集中供气。在规模化畜禽养殖场、工业有机废水处理和城市污水处理厂建设沼气工程,合理配套安装沼气发电设施。重庆市是全国统筹城乡综合配套改革试验区,又是三峡库区,随着西部大开发,经济、社会将加速发展,对能源的需求也必将增加。重庆市村庄和每户居民相对比较分散,开发利用户用沼气池比较方便,新农村建设和大型养殖场的发展为大中型沼气设备的建设提供了有利条件,因此研究生物质能沼气化有效利用技术很有必要。 本文参考了大量国内外生物质能沼气化利用方面的资料。德国沼气发电技术和产业发展比较好,近98%的沼气工程是采用热电联产形式,既能提供热能又能生产电力,农场主通过沼气发电上网来获取利润。瑞典在将沼气用作汽车、火车燃料方面的技术比较成功,也是使用沼气作汽车动力燃料最普遍的国家,并建了汽车燃料沼气标准规范,其公共汽车沼气加气站等配套设施比较齐全。日本在生物质利用技术研究方面具有很大的优势,相较于核电的发展则显得不足。印度和中国都是发展中大国,有相对较多的农村人口,具有发展沼气的潜力。 本文通过分析研究重庆地区的气候状况、生物质能资源状况、生物质能沼气化利用状况和存在的问题。在导师的指导下,通过阅读大量文献资料,实地考察沼气设备的运行情况,结合所学的知识,采用太阳能利用系统与沼气利用系统相结合形成的太阳能沼气系统,解决沼气池寒冷季节产气率较低的问题；利用风能机械装置解决沼气池结壳问题；通过增加储气装置和配备发电设备来解决大中型沼气设备产用气不均的问题,通过发展“猪—沼—果”等生态发展模式促进沼气的综合利用。 综合全文分析,得出重庆市生物质能沼气化有效利用结论如下： (1)将太阳能利用系统和户用沼气池系统有机衔接起来,形成太阳能沼气池系统,可以提高沼气池冬春季节的发酵温度,从而提高其产气率,确保在寒冷季节也能正常使用。 (2)利用风力作为动力采用机械搅拌的方式来解决户用沼气池的破壳难题,既能实现沼气池的自动破壳,又不需要消耗额外的能源动力,还有利于增加产气量。 (3)采用自给能源中温发酵系统,可以提高厌氧发酵的温度,将能源再生回收与提高养殖场废水处理能力相结合,既解决了养殖场废弃物达标排放的问题,又提高了沼气的利用率,达到了节约处理成本和环境保护的双重效益。 (4)增加沼气储存装置或发电装置,尤其是利用沼气发电是解决大中型养殖场沼气设备产气过盛的有效途径,而且可以利用国家电网将多余的电能进行输出,换回一定的经济效益。 (5)将生物质能的沼气化利用与重庆市的优势特色产业相结合,继续推进“猪—沼—果”、“猪—沼—菜”等生态发展模式,全面提高沼气的综合效益,促进农业结构的调整,提高农产品质量,提升有机农产品的品质,增加农民收入。 【关键词】：生物质能 沼气 有效利用
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第1章 文献综述11-25
• 1.1 国外生物质能沼气化利用情况12-17
• 1.1.1 美国生物质能沼气化利用现状12-13
• 1.1.2 德国生物质能沼气化利用现状13-14
• 1.1.3 瑞典生物质能沼气化利用状况14-15
• 1.1.4 日本生物质能沼气化利用现状15
• 1.1.5 巴西生物质能沼气化利用现状15-16
• 1.1.6 印度生物质能沼气化利用现状16-17
• 1.2 国内生物质能沼气化利用状况17-21
• 1.2.1 我国生物质能资源现状17-19
• 1.2.2 我国沼气发展现状19
• 1.2.3 我国沼气、沼渣和沼液利用现状19-21
• 1.3 重庆地区生物质能应用发展任重道远21-22
• 1.4 生物质能沼气化利用研究的意义22-25
• 第2章 绪论25-27
• 2.1 课题研究的目的和意义25
• 2.1.1 课题研究的目的25
• 2.1.2 课题研究的意义25
• 2.2 课题研究的主要内容及方法25-27
• 2.2.1 本课题主要研究内容25
• 2.2.2 本课题主要研究方法25-27
• 第3章 生物质能沼气化利用概述27-35
• 3.1 生物质能概述27-30
• 3.1.1 生物质能的定义27
• 3.1.2 生物质能的特点27-28
• 3.1.3 生物质能源资源的类型28
• 3.1.4 生物质能源资源的数量28-29
• 3.1.5 生物质能的技术利用体系29-30
• 3.2 沼气的概念30-35
• 3.2.1 沼气的定义30-31
• 3.2.2 沼气发酵原理31
• 3.2.3 沼气发酵产气速度的影响因素31-33
• 3.2.4 沼气发酵残留物33-35
• 第4章 重庆市气候及生物质能资源状况35-39
• 4.1 重庆市气候情况35
• 4.1.1 重庆市地形地势35
• 4.1.2 重庆市气候特征35
• 4.1.3 重庆市水资源和年降水量35
• 4.2 重庆市生物质能资源状况35-39
• 4.2.1 畜禽粪便资源丰富36
• 4.2.2 农作物秸秆原料丰富36
• 4.2.3 农产品加工废弃物资源丰富36-37
• 4.2.4 重庆生活垃圾物资源丰富37-39
• 第5章 重庆市生物质能沼气化利用技术现状39-47
• 5.1 重庆市生物质能沼气化利用情况39-40
• 5.1.1 重庆市农村户用沼气池发展情况39
• 5.1.2 重庆市养殖场大中型沼气工程发展情况39-40
• 5.1.3 重庆市养殖小区和联户沼气工程发展情况40
• 5.2 重庆市生物质能沼气化利用设备情况40-43
• 5.2.1 户用水压式沼气池40-42
• 5.2.2 升流式固体反应器(USR)42-43
• 5.3 重庆市生物质能沼气化有效利用存在的问题43-47
• 5.3.1 户用沼气池冬春季节产气不稳定43
• 5.3.2 户用沼气池容易结壳影响运行效率43-44
• 5.3.3 大中型沼气设备冬季产气少、夏季产气过盛,沼气利用率不高44
• 5.3.4 沼渣沼液综合利用不足44-47
• 第6章 重庆市生物质能沼气化有效利用技术改进47-53
• 6.1 利用太阳能技术解决冬春季节沼气设备产气率低问题47-49
• 6.2 利用风力机械搅拌装置解决沼气池发酵结壳问题49
• 6.3 采用新技术和新工艺改善大中型沼气设备的有效运行49-50
• 6.3.1 采用自给能源中温发酵系统解决冬季产气少的问题49-50
• 6.3.2 增加沼气储存装置或发电装置调节产气过盛问题50
• 6.4 充分发挥沼气综合利用效益50-53
• 第7章 结论与建议53-55
• 7.1 结论53
• 7.2 建议53-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-59
• 发表论文及参加课题59

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